Практическое занятие №5 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса гидрогенизационных процессов

Гидроочистка – процесс удаления из нефтепродуктов гетероатомов в результате гидрирования серо-, азот- и кислородсодержащих соединений. Одновременно гидрируются диены, алкены и отчасти полициклические арены и удаляются металлы, содержащиеся в виде металлорганических соединений. Гидроочистку проводят над гидрирующими серостойкими катализаторами.

Серосодержащие соединения, имеющиеся в нефтепродукте, подвергаются в процессе гидроочистки следующим реакциям:

1) меркаптаны гидрируются до сероводорода и соответствующего углеводорода

RSH+H₂ →RH+H₂S

2) сульфиды гидрируются через стадию образования меркаптанов

RSR'+H₂ →RH+R'SH

R'SH+H₂ →R'H+H₂S

3) дисульфиды гидрируются до сероводорода и соответствующего углеводорода через стадию образования меркаптанов

RSSR'+H₂ →RSH+R'SH

4) тетрагидротиофены гидрируются с образованием соответствующих алифатических углеводородов

+2Н₂→ С₄Н₁₀ +Н₂S

5) тиофены дают такие же продукты, как и тетрагидротеофены.

При одинаковом строении устойчивость относительно гидрирования возрастает в ряду:

Сероорганические соединения<кислородсодержащие соединения<азотсодержащие соединения.

Гидрокрекинг – процесс переработки различных нефтяных дистиллятов под давлением водорода при умеренных температурах на полифункциональных катализаторах, обладающих кислотными и гидрирующими свойствами. Последнее позволяет получать без образования кокса продукты, во многом сходные с продуктами каталитического крекинга, но значительно ароматизированные, очищенные от гетероатомов и не содержащие непредельные углеводороды.

Д.И. Орочко с соавторами предлагает следующие кинетические уравнения для расчета выхода фракций:

Дизельного топлива (160-360 °С)

(5.1)

Легкого бензина (н.к.-160 °С)

(5.2)

Газа

Х_Г=Х-(Х_д.т.+Х_б)

Задачи для решения

1. Написать реакцию гидрирования метилмеркаптана, пропилмеркаптана.

2. Определить выход продуктов гидрокрекинга вакуумного дистиллята ромашкинской нефти при 10 МПа и температуре 425°С на алюмокобальтмолибденовом катализаторе, если известно, что К'=1,3; К''=2,0; глубина превращения методом подбора равна 0,55.

3. Составить материальный баланс процесса гидроочистки бензиновой фракции производительностью 350 тыс. т/год сырья.

4. Составить материальный баланс процесса гидроочистки дизельного топлива производительностью 240 тыс. т/год.

5. Составить материальный баланс процесса гидрокрекинга вакуумного газойля производительностью 450 тыс. т/год по сырью.

Литература

1. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа, М., Химия, 1973.

2. КузнецовА.А., Кагерманов С.Н., Судаков Е.М. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, Л., Химия, 1974.

Практическое занятие №6 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса процесса полимеризационных процессов

Процессы полимеризации широко применяют для производства полимербензина, а также различных легких полимеров: три-, тетра- и пентамеров пропилена как исходного сырья для приготовления моющих средств. Полимеризацию олефинов можно проводить в присутствии фосфорной кислоты, серной или фтористоводородной кислот, фтористого бора и хлористого алюминия. Наиболее распространена фосфорная кислота на твердом носителе (кварца, кизельгуре, алюмосиликатах). Относительная глубина превращения олефинов в присутствии катализаторов следующая: изобутилена – 100 %; н-бутилена – 90-100 %; пропилена – 70-90 % и этилена – 20-30 %. Процесс проводят в реакторах трубчатого или камерного типа. В реакторах трубчатого типа катализатор располагается в трубках диаметром 50-150 мм, между которыми циркулирует кипящая вода для снятия тепла реакции. В реакторах камерного типа катализатор располагается слоями (по 0,6-2,4 м) и тем пе ратура в них поддерживается вводом в реактор охлажденного сжиженного пропана. Разность температур продуктов на выходе и сырья на входе в реактор составляет 8-10 ºС для реакторов трубчатого типа и 50-60 ºС – камерного.

Пример 6.1. На установке полимеризации в присутствии ортофосфорной кислоты перерабатывается 400000 м³/сутки углеводородного газа. Составить материальный баланс установки, если известно, что: состав сырья (вес. %): С₃Н₆ – 13,6; С₃Н₈ – 33,4; С₄Н₈ – 23,0; С₄Н₁₀ – 30,0; глубина превращения бутиленов 100 % и пропилена 90%.

Решение. Подсчитать средний молекулярный вес сырья:

Определить плотность сырья при нормальных условиях

кг/м³

Находят массу перерабатываемого сырья:

т/сут

Определяют выход полимербензина:

т/сут

Результаты сводят в таблицу:

Сырье	вес. %	т/сут
1	2	3

Продолжение таблицы

1	2	3
Приход Пропан-пропиленовая фракция	100,0	848
Итого:	100,0	848
Расход Полимербензин Отработанный газ	35,2 64,8	300 548
Итого:	100,0	848